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1、第6講鈉及其化合物課標版 化學 題組一鈉的性質1.鈉的原子結構和存在鈉位于元素周期表的第三周期A族,原子結構示意圖為教 材 研 讀。自然界中的鈉全部以化合態(tài)形式存在。 顏色質地導電性密度熔點銀白色軟易導電比水小較低2.物理性質3.化學性質(1)主要化學反應Na (2)鈉與含有酚酞的水反應的實驗現(xiàn)象及解釋4.鈉的制取及保存 物質氧化鈉(Na2O)過氧化鈉(Na2O2)顏色、狀態(tài)白色固體淡黃色固體類別堿性氧化物過氧化物氧元素化合價-2-1電子式Na +2-Na+ Na+2-Na+化學鍵類型只有離子鍵有離子鍵和共價鍵與水反應的方程式Na2O+H2O2NaO2Na2O2+2H2O4NaOH+O2O O

2、 O 題組二鈉的重要化合物1.鈉的氧化物的性質比較 與CO2反應的方程式Na2O+CO2Na2CO32Na2O2+2CO22Na2CO3+O2與鹽酸反應的方程式Na2O+2HCl2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O+O2主要用途可制燒堿漂白劑、消毒劑、供氧劑保存密封密封、遠離易燃物 2.碳酸鈉與碳酸氫鈉(1) (2)(3)轉化Na2CO3NaHCO3 定義很多金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現(xiàn)特殊的顏色,這在化學上叫做焰色反應實驗步驟火焰的顏色Na:黃色,K:紫色(觀察時要透過藍色鈷玻璃)3.焰色反應 1.一定溫度下,向飽和NaOH溶液中投入一小塊金屬鈉,充分反

3、應后恢復到原來的溫度。下列敘述中不合理的是()A.NaOH溶液濃度增大,并放出H2B.溶液中NaOH的質量分數(shù)不變,有H2放出C.溶液的質量減小,有H2放出D.鈉浮于液面,到處游動,發(fā)出“嘶嘶”的響聲 答案A鈉投入飽和NaOH溶液中,發(fā)生的反應為2Na+2H2O2NaOH+H2,其現(xiàn)象與鈉在水中的反應現(xiàn)象相同,D正確。因原溶液是飽和的,故B、C正確,A錯誤。題組一鈉的性質 2.觀察法是研究物質性質的一種基本方法。一同學將一小塊金屬鈉露置于空氣中,觀察到下列現(xiàn)象:銀白色變灰暗變白色出現(xiàn)液滴白色固體。下列說法正確的是()A.發(fā)生了氧化還原反應B.變白色是因為生成了碳酸鈉C.是碳酸鈉吸收空氣中的水蒸

4、氣形成了溶液D.只發(fā)生物理變化 答案A是鈉被氧氣氧化成了氧化鈉,發(fā)生了氧化還原反應,A項正確;變白色是因為氧化鈉與水反應生成了氫氧化鈉,B項錯誤;是氫氧化鈉吸收空氣中的水蒸氣形成了溶液,C項錯誤;是氫氧化鈉吸收空氣中的二氧化碳生成了碳酸鈉晶體,發(fā)生了化學變化,D項錯誤。 3.將一小塊金屬鈉投入足量的下列溶液中,既能生成氣體,又能生成白色沉淀的是()A.MgSO4溶液B.BaCl2溶液C.Fe2(SO4)3溶液D.CuCl2溶液答案A在鈉與鹽溶液的反應中,鈉先與水反應產生H2和NaOH。A中Mg 2+2OH-Mg(OH)2,C中Fe3+3OH-Fe(OH)3,D中Cu2+2OH-Cu(OH)2,

5、三種沉淀中,只有Mg(OH)2是白色的。B中BaCl2溶液與NaOH不反應。 4.判斷下列說法是否正確。(1)鈉與過量的O2反應生成Na2O2,鈉與少量的O2反應生成Na2O。()(2)金屬鈉長期露置在空氣中會發(fā)生一系列變化,最終生成Na2CO3。()(3)鈉與鹽酸反應時,鈉先與H2O反應生成NaOH,NaOH再與HCl反應。()(4)鈉的性質較活潑,在空氣中易發(fā)生反應,故應保存在CCl4或酒精中。()(5)鈉能從硫酸銅溶液中將銅置換出來。()答案(1) (2)(3) (4) (5) 5.用光潔的鉑絲蘸取某無色溶液在火焰上灼燒,直接觀察到火焰呈黃色,下列各判斷正確的是()A.只含有Na+B.一

6、定含有Na+,可能含有K+C.既含有Na+,又含有K+D.可能含有Na+,可能還含有K+答案B因為沒有透過藍色鈷玻璃觀察火焰的顏色,因此無法判斷K+的存在。題組二鈉的重要化合物 6.下列對于過氧化鈉的敘述中,正確的是()A.過氧化鈉能與酸反應生成鹽和水,所以過氧化鈉是堿性氧化物B.過氧化鈉能與水反應,所以過氧化鈉可以作氣體的干燥劑C.過氧化鈉與水反應時,過氧化鈉是氧化劑,水是還原劑D.過氧化鈉與二氧化碳反應時,過氧化鈉既是氧化劑又是還原劑答案DNa 2O2與CO2或H2O反應的過程中,Na2O2既是氧化劑又是還原劑,C錯誤,D正確;Na2O2與酸反應不僅生成鹽和水,還生成O2,故Na2O2不是

7、堿性氧化物,A錯誤;Na2O2與水反應生成O2,會引入新的雜質,B錯誤。 7.已知A是一種金屬單質,B呈淡黃色,其轉化關系如圖所示,則C的以下性質錯誤的是()A.溶液呈堿性B.與澄清石灰水反應產生白色沉淀C.與足量鹽酸反應放出氣體D.受熱易分解答案D由圖示知A、B、C、D分別為Na、Na 2O2、Na2CO3、NaOH,Na2CO3受熱不易分解。 8.判斷下列說法是否正確。(1)Na2O中陽離子、陰離子的數(shù)目之比為2 1,Na2O2中陽離子、陰離子的數(shù)目之比也為2 1。()(2)Na2O、Na2O2都是堿性氧化物。()(3)將Na2O2固體投入到FeSO4溶液中,開始有白色沉淀生成,接著迅速變

8、為灰綠色,最后變?yōu)榧t褐色。()(4)用CaCl 2和Ca(OH)2都可以鑒別Na2CO3和NaHCO3。()(5)除去CO2中的HCl,可以選擇飽和Na2CO3溶液。()(6)金屬鈉著火,不能用水、泡沫滅火器滅火,原因是鈉可與水反應生成H2,Na2O2與CO2、H2O反應都生成O2,均會加劇火情。() (7)焰色反應是化學變化,是金屬元素的性質,既可以是單質,也可以是化合物。()(8)鈉的焰色反應呈黃色,鉀的焰色反應呈紫色,但必須透過藍色鈷玻璃觀察,以防止Na+對其造成干擾。()答案(1)(2) (3) (4) (5) (6)(7) (8) 重難一鈉與水、醇、酸、鹽反應的規(guī)律典例1(2014廣

9、東中山六校聯(lián)考)下列關于鈉與水反應的說法不正確的是()將一小塊鈉投入滴有石蕊試液的水中,反應后溶液變紅將鈉投入稀鹽酸中,鈉先與水反應,后與鹽酸反應將兩小塊質量相等的金屬鈉,一塊直接投入水中,另一塊用鋁箔包住,在鋁箔上刺些小孔,然后投入水中,兩者放出的氫氣質量相等A.只有B.只有重 難 突 破C.只有D. 考查內容鈉與水、酸的反應。解題關鍵解答本題的關鍵是建立金屬鈉與鹽溶液反應的思維模式。解析鈉與水反應生成的NaOH能使石蕊試液變藍,不正確;將鈉投入稀鹽酸中,鈉先與鹽酸反應,過量的鈉再與水反應,不正確;用鋁箔包住鈉,除Na與水反應生成H 2外,Al與NaOH溶液反應也會產生H2,故不正確。答案D

10、 1-1(2014河南鄭州質檢)用等質量的金屬鈉進行下列實驗,產生氫氣最多的是()A.將鈉放入足量的稀鹽酸中B.將鈉放入足量的稀硫酸中C.將鈉放入足量的氯化鈉溶液中D.將鈉用鋁箔包好,并刺一些小孔,放入足量的水中答案D 解析A、B、C中均存在如下關系式:2NaH2,故產生等量的H2;D項中除Na與水反應生成H2外,還存在Al與NaOH溶液反應生成H2的反應。 1-2把鈉放入滴有石蕊試液的水中,下列現(xiàn)象不易觀察到的是()A.鈉浮在水面上B.溶液中產生較多氣泡C.水溶液變?yōu)樗{色D.鈉熔化成小球并在水面游動答案B解析鈉的密度比水小,反應時鈉浮在水面上,且該反應為放熱反應,能使鈉塊熔化成小球,產生的H

11、 2能推動鈉球在水面四處游動:生成的NaOH使石蕊試液變成藍色;實驗中只有在鈉和水接觸處才能產生H2,即B錯誤。 1-3(2014北京西城模擬)在含有1molFeSO4的溶液中投入一小塊金屬鈉,反應完全后,濾出沉淀并洗滌,然后在空氣中灼燒沉淀,得到的固體物質是()A.FeB.FeOC.Fe(OH)3D.Fe2O3答案D解析將一小塊金屬鈉投入FeSO 4溶液中會發(fā)生反應:2Na+2H2O2NaOH+H2,FeSO4+2NaOHFe(OH)2+Na2SO4。Fe(OH)2沉淀不穩(wěn)定,容易被氧化:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。Fe(OH)3經(jīng)灼燒,發(fā)生的反應是2Fe(OH)3Fe

12、2O3+3H2O,故最終所得固體物質是Fe2O3。 1.鈉與含OH物質的反應規(guī)律當Na與含有OH的物質發(fā)生反應時,反應的劇烈程度取決于OH上氫原子的活潑性,即OH上氫原子電離的難易,越容易電離的反應越劇烈。例如,將鈉加入下列物質中:水;乙醇;醋酸,其反應的劇烈程度為。2.鈉跟酸反應時,應分兩種情況來考慮(1)若酸過量,則只考慮鈉與酸的反應。(2)若鈉過量,則過量的鈉還要與水反應。不論哪種情況,都是鈉先與酸反應。如將等量Na、Mg、Al投入一定量酸 中,不存在Na過量的問題。 3.鈉與鹽溶液的反應先考慮Na與水反應生成NaOH,再考慮NaOH是否與鹽發(fā)生復分解反應。(1)投入不飽和NaCl溶液中

13、,有H2放出,依據(jù)Na的質量及NaCl溶液的不飽和程度判斷是否有NaCl晶體析出。(2)投入飽和NaCl溶液中,有H2放出,還有NaCl晶體析出(溫度不變)。(3)投入NH 4Cl溶液中,有H2和NH3逸出。(4)投入CuSO4溶液中,有H2放出和藍色沉淀生成。2Na+2H2O+CuSO4Cu(OH)2+Na2SO4+H2 (5)投入FeCl3溶液中,有H2放出和紅褐色沉淀生成。6Na+6H2O+2FeCl32Fe(OH)3+6NaCl+3H2特別提示Na與NaHSO4溶液反應,實質是與NaHSO4電離出的H+反應:2Na+2H+2Na+H2。鈉不能從鹽溶液中置換出金屬;若鹽為熔融狀態(tài),鈉可以

14、置換出較不活潑的金屬,如:4Na+TiCl 44NaCl+Ti(還原性:NaTi)。工業(yè)上用Na與熔融KCl反應制K(高沸點的鈉置換出低沸點的鉀):Na+KClNaCl+K(平衡移動原理)。 重難二過氧化鈉的強氧化性及計算典例2(2014山東臨沂模擬)下列關于Na2O2的說法正確的是()A.SO2和CO2都是酸性氧化物,SO2與Na2O2反應生成Na2SO3和O2B.84gNaHCO3受熱分解,將生成的氣體通過足量的Na2O2,固體質量增加31gC.將Na 2O2投入酚酞試液中,溶液變紅D.Na2O2與水的反應中,Na2O2既是氧化劑,又是還原劑考查內容Na2O2的性質以及相關計算。 解題關鍵

15、注意Na2O2與溶液的反應首先要考慮Na2O2與H2O的反應。解析Na2O2有強氧化性,SO2有還原性,兩者發(fā)生氧化還原反應,生成硫酸鈉,A項錯;84gNaHCO3受熱分解生成的氣體為CO2和水蒸氣,共31g,但在與Na2O2反應時有O2放出,固體只相當于吸收了0.5mol的CO和0.5mol的H2,故固體質量最多增加15g,B項錯;Na2O2投入酚酞試液中溶液先變紅,后褪后,C項錯。答案D 2-1為了使宇航員在飛船中得到一個穩(wěn)定的、良好的生存環(huán)境,一般在飛船內安裝盛有Na2O2或K2O2顆粒的裝置,它的用途是產生氧氣。下列關于Na2O2的敘述正確的是()A.Na2O2中陰、陽離子的個數(shù)比為1

16、 1B.Na2O2分別與水及CO2反應產生相同量的O2時,需要水和CO2的質量相等C.Na 2O2分別與水及CO2反應產生相同量的O2時,轉移電子的物質的量相等D.Na2O2的漂白原理與SO2的漂白原理相同答案C解析Na2O2中陰、陽離子的個數(shù)比為1 2,A項錯誤;生成相同量的O2時消耗的水和二氧化碳的物質的量相同,但質量不同,B項錯誤;由得失電子守恒知兩者轉移電子的物質的量相同,C項正確;Na 2O2因具有強氧化性而有漂白性,SO2易與有色物質化合生成不穩(wěn)定的無色物質,故原理不同,D項錯誤。 2-2amolNa2O2和bmolNaHCO3固體混合后,在密閉容器中加熱到250 ,使其充分反應,

17、當排出O2和H2O的物質的量之比為1 1時,a b為()A.1 1B.1 2C.2 3D.2 1答案C解析該容器中先后發(fā)生了三個反應:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO 2、2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O(g)4NaOH+O2,bmolNaHCO3產生bmol混合氣體,amolNa2O2消耗amol混合氣體,剩余(b-a)molH2O,產生a/2molO2,有a/2 (b-a)=1 1,解得a b=2 3,C項正確。 1.過氧化鈉的強氧化性 2.過氧化鈉與水、CO2反應規(guī)律及相關計算規(guī)律反應:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O22Na2O2+2H

18、2O4NaOH+O2(1)先后規(guī)律由于CO2能夠與NaOH反應,所以一定量的Na2O2與一定量的H2O(g)和CO2的混合物反應,可視為Na 2O2先與CO2反應,剩余的Na2O2再與H2O(g)反應。(2)氣體體積變化關系由兩反應可知,若CO2、水蒸氣(或兩者的混合氣體)通過足量Na2O2,氣體體積的減少量是原氣體體積的1/2,等于生成氧氣的體積,即V=V(O2)=V。12 (3)固體質量變化關系足量過氧化鈉與水、CO2反應的計算Na2O2Na2CO3增加(28)Na2O22NaOH增加(2)足量過氧化鈉與H2、CO和O2反應的計算H 2、CO結合的O2的質量與H2O、CO2與Na2O2反應

19、生成的O2的質量相等,相當于O2未參與反應。CO+Na2O2Na2CO3(僅是計算關系), H2+Na2O22NaOH(僅是計算關系)。所以,有ag通式符合(CO)m(H2)n(m=0,1,2,3 ,n=0,1,2,3 )的物質(包括純凈物和混合物、有機物)在氧氣中燃燒,將產物通過足量過氧化鈉,反應完畢后,固體增重ag。特別提示(1)用脫脂棉包住過氧化鈉,滴加少量水時脫脂棉可以燃燒,不僅可以說明Na 2O2與H2O反應生成O2,還可以說明該反應放熱。(2)當過氧化鈉與H2O或CO2反應時,1molNa2O2轉移電子1mol而不是2mol。 重難三Na2CO3、NaHCO3的性質典例3(2014

20、江蘇揚州模擬)某?；瘜W課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體,用不同的方法做了以下實驗,如圖中所示。 (2)圖、所示實驗均能鑒別這兩種物質,其反應的化學方程式為。與實驗相比,實驗的優(yōu)點是(填選項)。A.比復雜B.比安全C.比操作簡便D.可以做到用一套裝置同時進行兩個對比實驗,而不行(3)若用實驗驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的穩(wěn)定性,則試管B中裝入的固體最好是(填化學式)。(4)將碳酸氫鈉溶液與澄清石灰水混合并充分反應。(1)只根據(jù)圖、所示實驗,能夠達到實驗目的的是(填裝置序號)。 當石灰水過量時,其離子方程式為;當碳酸氫鈉與氫氧化鈣以物質的量之比2 1混合時,所得溶液中溶質的化學式為,請設計實驗

21、檢驗所得溶液中溶質的陰離子:?？疾閮热荼绢}以實驗探究的形式考查Na2CO3和NaHCO3的性質。解題關鍵解答本題的關鍵是注意區(qū)分Na 2CO3和NaHCO3的性質。解析(1)碳酸鈉和碳酸氫鈉均能與鹽酸反應生成能使澄清石灰水變渾濁的CO2氣體,圖所示的實驗不能鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉;實驗中,碳酸鈉與鹽酸反應的速率較慢,在相同的時間內氣球膨脹較小,碳酸氫鈉與鹽酸 反應的速率較快,在相同的時間內氣球膨脹較大,故實驗能鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉。(2)圖、所示實驗的化學方程式為:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2。與實驗相比,實驗的優(yōu)點是:可以做到用一套裝置同時進行兩個對比實驗,而不行。(3)試管B中

22、裝入的固體應是NaHCO 3。B試管中的溫度比A試管中的溫度低,若B所連的小試管中的澄清石灰水變渾濁,而A所連的小試管中的澄清石灰水不變渾濁,說明B中的NaHCO3分解產生了CO2,而Na2CO3沒有分解,即Na2CO3比較穩(wěn)定,而NaHCO3不穩(wěn)定,受熱易分解。(4)按“以少定多”的原則,當石灰水過量時,其離子方程式為:HC+OH-3O +Ca2+CaCO3+H2O。當n(NaHCO3) nCa(OH)2=2 1時,反應的化學方程式為:2NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3+Na2CO3+2H2O,所得溶液為Na2CO3溶液。檢驗C的方法:取少量上層清液于潔凈的試管中,加入適量CaCl2溶

23、液,振蕩,若有白色沉淀生成,則證明溶液中含有C。答案(1)(2)2NaHCO 3Na2CO3+H2O+CO2D(3)NaHCO3(4)C+OH-+HCCaCO3+H2ONa2CO3取少量上層清液于潔凈的試管中,加入適量CaCl2溶液,振蕩,若23O 23O 2a 3O有白色沉淀生成,則證明溶液中含有C23O 3-1(2014廣東深圳二模)下列說法不正確的是()A.Na2CO3和NaHCO3均可與HCl反應B.Na2CO3比NaHCO3易溶于水C.Na2CO3的穩(wěn)定性比NaHCO3的強D.Na2CO3能與石灰水反應而NaHCO3不能答案D 解析Na2CO3能與石灰水反應得到CaCO3沉淀,HC首

24、先與OH-反應生成C,繼而與Ca2+結合成CaCO3沉淀,D選項錯誤。3O23O Na2CO3、NaHCO3的性質1.與足量鹽酸反應的比較(1)生成CO2速率:NaHCO3快。(2)(3) 向鹽酸里逐滴加入Na2CO3溶液(開始時酸過量)2HCl+Na2CO32NaCl+CO2+H2O(開始即有氣泡)向Na2CO3溶液里逐滴加入鹽酸(開始時酸不足)HCl+Na2CO3NaCl+NaHCO3(無氣泡)HCl+NaHCO3NaCl+CO2+H2O(后來有氣泡)2.Na2CO3溶液與鹽酸反應滴加順序不同,現(xiàn)象不同,化學方程式不同。 特別提示Na2CO3溶液和鹽酸可以用相互滴加的方法鑒別,但NaHCO3溶液和鹽酸不可以用此法鑒別。3.鑒別